EP3491301B1 - Vorrichtung zur speicherung von temperierbaren fluiden - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device for low-loss storage of temperature-controlled fluids, according to the preamble of patent claim 1.
- a device for storing temperature-controlled fluids is from the German utility model DE 20 2009 015 549 U1 known. It is a device for heating water with the help of solar cells.
- the device comprises a photovoltaic solar generator to which a Peltier element connected to a fluid container is connected, for example by means of a DC / DC converter.
- WO 2011051379 A2 Another device is from the WO 2011051379 A2 known.
- a Peltier element for heating a hot water tank is arranged with its cold side in a channel formed between a wall of a building and the housing of the hot water tank, which can be flowed through in a rising direction by a blower of ambient air.
- document WO 2011051379 A2 discloses a device according to the preamble of claim 1.
- the object of the invention is to provide a device for the highly efficient generation and low-loss storage of temperature-controlled fluids, such as water.
- the present invention enables highly efficient generation and low-loss storage of temperature-controlled fluids, such as water, depending on different requirement profiles.
- the device according to the invention can be used to bridge phases without substantial cooling of the fluid in which the photovoltaic solar generator does not generate any energy due to the lack of solar radiation.
- the device according to the invention enables an extraordinarily high degree of efficiency in which the electrical power used is converted into a multiple of heat by the additional use of heat which is available free of charge.
- a COP Coefficient of performance
- a COP Coefficient of performance
- the invention thus enables a very efficient conversion of an electrical power input into a multiple of the thermal energy of the fluid to be heated.
- An example of an area of application of the invention is energy-autonomous dwellings without connection to regulated, local energy supply networks.
- the device according to the invention for storing temperature-controlled fluids comprises at least one container and a Peltier element.
- the hot side of the Peltier element is in contact with at least one wall of the container.
- at least one device for conveying warm ambient air and / or a heated fluid to the cold side of the Peltier element and at least one electrical energy source for supplying the Peltier element and the device for conveying ambient air and / or a heated fluid are provided.
- the fluid conveyed to the cold side of the Peltier element can originate, for example, as recovered heat from a waste heat exchanger, from a geothermal system or from a thermal solar system, and thus as well as the ambient air are promoted with a considerably lower use of energy than the amount of thermal energy contained in the fluid.
- the device for conveying ambient air and / or a heated fluid can be operated for low-loss storage of the fluid in the container depending on the temperature of the ambient air. This avoids that the device for conveying ambient air to the cold side of the Peltier element is operated at times when no energy can be generated in the photovoltaic solar generator to act on the Peltier element, for example at night. This avoids blowing on the Peltier element with cold air, because this would lead to an undesirable cooling of the fluid temperature in the container in these phases due to inevitable heat conduction from the cold side to the warm side of the Peltier element.
- the heating power of the Peltier element can be controlled as a function of the currently generated energy of the electrical energy sources, which is designed in particular as a photovoltaic solar generator.
- the time and the duration and / or the thermal energy given off by the Peltier element to the fluid can also be controlled. This is done on the basis of an at least one requirement profile stored in a control unit for providing the temperature-controlled fluid. For example, sunrise and sunset can be used as reference times, but also personal habits of the users of the device.
- a requirement profile can be used to determine at what time of day which amount of warm water is available in which temperature range. For example, 500 liters of warm water with a temperature of 40 ° C should be available in the container every morning at 7:00 a.m.
- a further energy source is formed by an accumulator.
- the accumulator can preferably be charged by means of the photovoltaic solar generator.
- the accumulator also buffers and smoothes the one generated by the photovoltaic solar generator Energy and supplies the Peltier element with the electrical energy required according to the respective requirement profile, regardless of the electrical power currently generated by the photovoltaic solar generator.
- a time grid for the connection and disconnection of the accumulator can also be generated to act on the Peltier element.
- a DC / DC converter is connected downstream of the photovoltaic solar generator to adapt the voltage generated by the solar generator to the useful voltage required by the Peltier element or by the device for conveying ambient air.
- the photovoltaic solar generator can be adapted to the Peltier element by means of the DC / DC converter, which is regulated either to constant solar generator voltage or to maximum solar generator power.
- An occurring heat loss of the fluid in the container can be compensated for by supplying the Peltier element with a small amount of electrical energy. This is particularly necessary if the required warm air and / or solar radiation is not possible - for example during the night.
- the Peltier element By supplying the Peltier element with a low electrical output of, for example, 1 W, the heat losses of the fluid in the container that otherwise occur due to heat conduction through the Peltier element can be effectively and efficiently blocked in a range of approximately 5 to 6 W.
- the cold side of the Peltier element is arranged in a vertically arranged channel of the device for conveying the ambient air or forms part of a wall of this channel.
- This channel has at least one ascending and one descending part and a transition from the ascending to descending part, which is closed at the top.
- the channel particularly preferably has a grating at an inlet or outlet end and / or several pipes.
- the heat loss in the device can be reduced by the air guidance with a supply from below in the ascending part and a discharge downwards in the descending part. If the blower, which is arranged in particular in the rising part of the duct, is at a standstill, the cold side of the Peltier element heats up to the temperature of the fluid in the container due to its heat conduction.
- the air in the duct heats up and remains in the duct due to the low density, which is responsible for buoyancy, ie the air comes to a standstill. This changes from a heat conductor to an insulator. This prevents heat loss through convection.
- the grid and / or the tubes are preferably formed from a poorly heat-conducting material and, in particular, prevent swirling of the air in the channel by arranging it in an entrance area of the channel. As a result, heat losses due to external air movement can be reduced.
- the device and / or the channel they have a heat-insulating layer made of a plastic and / or a natural material on at least one wall.
- the heat-insulating layer can be formed, for example, from polyurethane foam, polystyrene plates or hemp plates.
- the container can be arranged in a spatially separated position with respect to the at least one electrical energy source.
- the device can also be used in spatially restricted or difficult conditions, for example when the container has to be placed at a different altitude than the solar generator.
- a thermal solar generator it is completely uncritical if the container is arranged higher than the photovoltaic solar generator, since only its electrical energy has to be conducted to the Peltier element and no warm water has to be pumped to the container using additional electrical energy.
- the at least one requirement profile can be entered by a user for programming the control device for simple operation of the device.
- the at least one requirement profile can be created by measurements using sensors, which record the removal of the fluid from the container according to the time and the quantity.
- the control device is advantageously controllable and / or programmable via remote control. Remote control can be done via a mobile phone app.
- a hot side 301 of a Peltier element 30 bears against a wall 201 of a container 20 which is filled with a temperature-regulating fluid, for example water.
- a cold side 302 of the Peltier element 30 opposite the hot side 301 bears against a heat sink 92.
- the hot side 301 and / or the cold side 302 can also be formed in one piece with the wall 201 or the heat sink 92.
- the Peltier element 30 is connected to a photovoltaic solar generator 501.
- the connection is made via a DC / DC converter 70.
- another electrical source 50 (not shown) can be used instead of the photovoltaic solar generator 501.
- the cooling body 92 which is in contact with the cold side 302 of the Peltier element 30 or is formed integrally therewith is heated by the temperature of the ambient air.
- a blower 807 which can be designed as a fan, is arranged on the cold side 302 of the Peltier element 30.
- the supply of a heated fluid can additionally or alternatively be provided to convey ambient air.
- This fluid which is conveyed to the cold side 302 of the Peltier element 30, for example by means of a pump (not shown), can originate, for example, as recovered heat from a waste heat exchanger, from a geothermal system or from a thermal solar system, and thus, like the ambient air, requires considerably less energy are conveyed to the cold side 302 of the Peltier element 30 than this corresponds to the amount of thermal energy contained in the fluid that can also be used in the system.
- the efficiency of the entire system of container 20 and Peltier element 30 is significantly improved by this additional use of heat which is available free of charge on the cold side 302 of the Peltier element 30.
- the DC / DC converter 70 is regulated by a control unit 60.
- the photovoltaic solar generator 501 can thus be kept either at a constant solar generator voltage or at the point of maximum solar generator output (“MPP tracking”).
- the control device 60 can be controlled and / or programmed by a remote control 62.
- the fluid in the container 20 could cool down via the thermal bridge formed by the Peltier element 30 and the heat sink 92.
- the Peltier element 30 can also be operated with a low electrical power during these times via an accumulator 502. With this low electrical power of, for example, 1 W supplied to the Peltier element 30, a substantially greater thermal power loss of, for example, 5 to 6 W is prevented.
- Fig. 2 1 shows a first exemplary embodiment of the device 10 with a device 40 for conveying ambient air which has or forms a heat sink 92 and has a channel 80 which has an ascending part 801 and a descending part 802.
- the two parts 801 and 802 of the channel 80 are connected to one another by a transition 803, which is closed at the top.
- the tubular housing part of the descending part 802 has a smaller diameter than the ascending part 801.
- the descending part 802 of the channel 80 is arranged on the side of the container 20.
- the device 40 has a side wall 42 surrounding the device, a partition 46 arranged between the ascending part 801 and the descending part 802, and a cover 44 which limits the transition 803 from the ascending part 801 to the descending part 802 at the top.
- the container 20 is arranged in an area immediately adjacent to the side wall 42.
- the Peltier element 30 is also arranged in a partial area between the side wall 42 and the container 20.
- a connecting line 22 is formed in the container 20 near the side facing the device 40. The connecting line 22 ensures that the Peltier element is heated 30 by the warm fluid rising in it for a circulation of the fluid in the container 20.
- the device 40 and the container 20 are provided with a heat-insulating layer 806.
- This can consist of a plastic or of natural materials such as polyurethane foam, polystyrene sheets or hemp sheets.
- a nightly cooling of the fluid in the container 20 can also be prevented or reduced by attaching a reflector (not shown) around the cooling body 92 on the cold side 302 of the Peltier element 30, which reflector reflects the heat radiation.
- the heat loss can additionally be reduced by introducing an ambient air L40 into the rising part 801 for air guidance and leading it out again as an air L through the descending part 802.
- a grid 804 and / or pipes 805 are provided in an outlet opening A and / or in an inlet opening E of the channel 80.
- a fan 807 is connected to the grille 804 and / or the pipes 805 in the rising part 801 of the channel 80 as part of the device 40 for conveying ambient air.
- the device 40 for conveying ambient air and the container 20 are formed from two separate components which can be connected to one another.
- the connection is preferably made by means of a non-positive connection such as screwing or by means of a material connection such as welding or gluing.
- the ascending part 801 of the channel 40 is arranged on the container 20.
- Grid 804 and / or pipes 805 and the fan 807 are analog Fig. 2 arranged. The same applies to the side walls 42, the partition wall 46 and the cover 44.
- the ambient air L40 is through the Inlet opening E is introduced into the ascending part 801 and leaves the outlet opening A of the descending part 802 as air L.
- the Peltier element 30 is arranged between the side wall 42 of the device 40 which faces the container 20 and forms the cold side 302 of the Peltier element 30 and a heat exchanger 94 which forms the hot side 301 of the Peltier element 30 and is arranged in the container 20.
- the temperature-regulating fluid undergoes a circulating circulation process in which colder fluid F1 is sucked out of the container 20 on its underside and heated fluid F2 is released again on the top of the container 20.
- the Fig. 4 shows a third embodiment of the device 10, in which the container 20 is arranged above the device 40.
- the supply of the ambient air L40 also takes place via the inlet opening E of the rising part 801 of the duct 80, which is provided with a grille 804 and / or pipes 805, which are designed as air ducts, to which a blower 807 is connected.
- the air L is guided through a heat sink 92, which is preferably arranged at a right angle to the side walls 42, the dividing wall 46 and is designed as a flow-through tube.
- the Peltier element 30 is arranged between the heat sink 92 forming the cold side 302 in the device 40 and the heat exchanger 94 forming the hot side 301 in the container 20.
- the heat sink 92 and / or the heat exchanger 94 can also be designed as a so-called heat pipe.
- the container 20 and the device 40 are designed as a one-piece component, for example as a cast block or a block produced by means of an application method.
- a tube is arranged in the container 20 on the side facing the hot side 301 of the Peltier element 30 and has openings at defined intervals. Due to the difference in density of the fluid in the container 20 due to the different Temperatures in the container 20, a circulation of the fluid takes place, which is based on the density difference of water at different temperatures. In addition, the heated water is then loaded into a corresponding temperature zone of the container 20 (container 20 with "stratified charge").
- the photovoltaic solar generator 501 charges the in Figure 1 shown accumulator 502 with excess electrical energy, which is temporarily not required to operate the Peltier element 30 and the blower 807 in intense sunlight (operating mode: "charging operation of the accumulator 502").
- the accumulator 502 then supplies the Peltier element 30 with energy at times when heat losses in the container 20 must be prevented (typically at night) or when the photovoltaic solar generator 501 alone cannot generate enough energy to generate the required amount of heated fluids (for example at or before sunrise; operating mode: "Heating by accumulator”).
- a COP Coefficient of performance
- a COP Coefficient of performance
- peak values of a COP of 5 to 6 can be achieved and this even under the most unfavorable conditions falls below 1.5.
- the invention thus enables a very efficient conversion of an electrical power input into a multiple of the thermal energy of the fluid to be heated.
- a clock in a microcontroller in control unit 60 receives at least one reference point by measuring the energy generated by solar generator 501. This point of reference is created by sunrise and sunset, both of which lead to a significant change in the electrical energy generated at the solar generator.
- the microcontroller can also be connected to a GPS receiver and a memory with a database of the local seasonal suns on corridors and sunsets. These reference points ensure that that deviations of the clock, such as those which are almost unavoidable over a longer period of time, can be corrected by the control device 60. As a result, the user can always withdraw the desired amount of temperature-controlled fluid from the container 20 at the desired time.
- the accumulator 502 is preferably also used for a smoothing function in that it intercepts and stores peak powers of the solar generator 501, as can occur, for example, when there are cloud gaps, so that the electrical energy supplied to the Peltier element 30 is always kept as uniformly as possible at a rather low level, where the efficiency of the overall system is highest.
- the accumulator 502 is particularly preferably designed as a hybrid storage, with a lead battery, which is preferably always first fully charged, and with a lithium-ion accumulator, which stores the remaining energy generated by the solar generator 501 and currently not required by the Peltier element 30.
- the accumulator 502 can also be formed only by a lithium-ion battery. Due to the advantageous control by means of the control device 60, the Peltier element 30 is always charged with the lowest possible power, which enables a high COP of 4 to 5, and the excess electrical energy is stored in the accumulator 502.
- bypass diodes are installed in the 501 solar generator.
- a bypass diode is preferably installed in each case in parallel with twelve solar cells or an even smaller number of solar cells.
- An additional benefit of the invention is to use the heat sink that is formed on the cold side 302 of the Peltier element 30 in order to cool a room.
- the heat can be extracted from the room air using a suitable air flow or a suitable liquid circuit.
- the thermal output can be increased considerably compared to the pure electrical solar cell output.
- the Peltier element 30 and the heat sink 92 remove heat from the surroundings, which heat is supplied to the container 20 together with the electrical supply energy for the Peltier element 30. As a result, a total amount of energy is supplied to the container 20, which is significantly above the amount of energy that would only be supplied by the electrical energy.
- the energy which is directed to the container 20 functioning as a hot water tank is transported in the form of electrical energy in cables which are easy to install and not with the help of pipes in the form of warm water. Due to the energy transport via electrical energy, the container 20 can also be set up relatively far away and regardless of the altitude of the solar generator 501. If the container 20 is arranged lower than the solar generator 501, a pump for energy transport is not required, as is usual with solar thermal water heaters.
- this cycle can be interrupted during the night by a device designed, for example, as a defense valve and thus the heat losses in the container 20 can be reduced.
- Another advantage is that a photovoltaic water heater produces warm water even at low ambient temperatures and low radiation power.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur verlustarmen Speicherung von temperierbaren Fluiden, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Eine Vorrichtung zur Speicherung von temperierbaren Fluiden ist aus dem Deutschen Gebrauchsmuster
DE 20 2009 015 549 U1 bekannt. Dabei handelt es sich um eine Vorrichtung zur Erwärmung von Wasser mit Hilfe von Solarzellen. Die Vorrichtung umfasst einen photovoltaischen Solargenerator, an den ein mit einem Fluidbehälter verbundenes Peltierelement, beispielsweise mittels eines DC/DC-Wandlers, angeschlossen ist. - Eine weitere Vorrichtung ist aus der
WO 2011051379 A2 bekannt. Bei dieser ist ein Peltierelement zum Beheizen eines Warmwasserspeichers mit seiner Kaltseite in einem zwischen einer Wand eines Gebäudes und dem Gehäuse des Warmwasserspeichers gebildeten Kanal angeordnet, der unterstützt von einem Gebläse von Umgebungsluft in aufsteigender Richtung durchströmbar ist. DokumentWO 2011051379 A2 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. - Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur hocheffizienten Erzeugung und zur verlustarmen Speicherung von temperierbaren Fluiden, wie beispielsweise Wasser, zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den darauf bezogenen Unteransprüchen angegeben.
- Mit der vorliegenden Erfindung ist eine hocheffiziente Erzeugung und ein verlustarmes Speichern von temperierbaren Fluiden, wie beispielsweise Wasser, abhängig von unterschiedlichen Anforderungsprofilen, möglich. Insbesondere lassen sich mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung solche Phasen ohne wesentliche Abkühlung des Fluids überbrücken, in denen der photovoltaische Solargenerator mangels Sonneneinstrahlung keine Energie erzeugt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht einen außerordentlich hohen Wirkungsgrad, bei dem die eingesetzte elektrische Leistung durch die zusätzliche Nutzung von kostenfrei zur Verfügung stehender Wärme in ein Vielfaches an Wärme umgewandelt wird. Mittels der Erfindung lässt sich ein COP ("Coefficient of performance") von durchschnittlich 2,2 erreichen, wobei bei kaltem Fluid im Behälter und einer geringen elektrischen Leistung sogar Spitzenwerte eines COP von 5 bis 6 erreicht werden und dieser selbst unter ungünstigsten Bedingungen nicht unter 1,5 fällt. Die Erfindung ermöglicht somit eine sehr effiziente Umsetzung einer zugeführten elektrischen Leistung in ein Vielfaches an Wärmeenergie des zu erwärmenden Fluids.
- Als Einsatzgebiet der Erfindung seien beispielhaft energetisch autarke Wohnstätten ohne Anschluss an geregelte überörtliche Energieversorgungsnetze genannt.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Speicherung von temperierbaren Fluiden umfasst wenigstens einen Behälter und ein Peltierelement. Die Heißseite des Peltierelements steht in Kontakt mit wenigstens einer Wand des Behälters. Zudem ist wenigstens eine Vorrichtung zum Fördern von warmer Umgebungsluft und/oder eines erwärmten Fluids zur Kaltseite des Peltierelements und wenigsten eine elektrische Energiequelle zur Versorgung des Peltierelements und der Vorrichtung zum Fördern von Umgebungsluft und/oder eines erwärmten Fluids vorgesehen. Das beispielsweise mittels einer Pumpe zur Kaltseite des Peltierelements geförderte Fluid kann beispielsweise als rückgewonnene Wärme aus einem Abwärme-Wärmetauscher, aus einer geothermischen Anlage oder aus einer thermischen Solaranlage stammen, und somit ebenso wie die Umgebungsluft unter einem erheblich geringeren Einsatz von Energie gefördert werden als die in dem Fluid enthaltene Wärmeenergiemenge.
- Die Vorrichtung zum Fördern von Umgebungsluft und/oder eines erwärmten Fluids ist zur verlustarmen Speicherung des Fluids im Behälter in Abhängigkeit von der Temperatur der Umgebungsluft betreibbar. Dadurch wird vermieden, dass die Vorrichtung zum Fördern von Umgebungsluft zur Kaltseite des Peltierelements zu solchen Zeiten betrieben wird, in denen im photovoltaischen Solargenerator keine Energie zum Beaufschlagen des Peltierelements erzeugt werden kann, beispielsweise nachts. Damit wird ein Anblasen des Peltierelements mit Kaltluft vermieden, weil das in diesen Phasen durch eine unvermeidbare Wärmeleitung von der Kaltseite zur Warmseite des Peltierelements zu einem unerwünschten Abkühlen der Fluidtemperatur im Behälter führen würde.
- Die Heizleistung des Peltierelements ist in Abhängigkeit von der aktuell erzeugten Energie der elektrischen Energiequellen steuerbar, welche insbesondere als photovoltaischer Solargenerator ausgebildet ist. Zudem sind auch der Zeitpunkt und die Zeitdauer und/oder die vom Peltierelement an das Fluid abgegebene Wärmeenergie steuerbar. Dies geschieht anhand eines in einem Steuergerät gespeicherten wenigstens einen Anforderungsprofils zur Bereitstellung des temperierbaren Fluids. Als Referenzzeiten können beispielsweise Sonnenaufgang und Sonnenuntergang herangezogen werden, aber auch persönliche Gewohnheiten der Nutzer der Vorrichtung. So kann beispielsweise in einem Anforderungsprofil bestimmt werden, zu welcher Tageszeit welche Menge an warmem Wasser in welchem Temperaturbereich zur Verfügung stehen soll. Beispielsweise sollen jeden Morgen um 7:00 h 500 Liter warmes Wasser mit einer Temperatur von 40° C im Behälter zur Verfügung stehen.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine weitere Energiequelle von einem Akkumulator gebildet. Der Akkumulator ist dabei bevorzugt mittels des photovoltaischen Solargenerators aufladbar. Der Akkumulator puffert und glättet auch die vom photovoltaischen Solargenerator erzeugte Energie und versorgt das Peltierelement unabhängig von der aktuell erzeugten elektrischen Leistung des photovoltaischen Solargenerators mit der entsprechend des jeweiligen Anforderungsprofils erforderlichen elektrischen Energie. Mit Hilfe des wenigstens einen Anforderungsprofils ist beispielsweise auch ein Zeitraster für die Zu- und Abschaltung des Akkumulators für eine Beaufschlagung des Peltierelements generierbar.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist dem photovoltaischen Solargenerator zur Anpassung der vom Solargenerator erzeugten Spannung an die vom Peltierelement oder von der Vorrichtung zum Fördern von Umgebungsluft benötigte Nutzspannung ein DC/DC-Wandler nachgeschaltet. Der photovoltaische Solargenerator ist dabei mittels des, entweder auf konstante Solargenerator-Spannung oder auf maximale Solargenerator-Leistung, geregelten DC/DC-Wandlers auf das Peltierelement anpassbar.
- Ein eintretender Wärmeverlust des Fluids im Behälter ist durch ein Versorgen des Peltierelements mit einer geringen elektrischen Energiemenge kompensierbar. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn die erforderliche warme Luft- und/ oder Sonneneinstrahlung nicht möglich ist - beispielsweise während der Nachtzeit. Durch eine Versorgung des Peltierelements mit einer geringen elektrischen Leistung von beispielsweise 1 W lassen sich die andernfalls durch eine Wärmeleitung durch das Peltierelement auftretenden Wärmeverluste des Fluids im Behälter in einer Größenordnung von etwa 5 bis 6 W wirkungsvoll und effizient abblocken.
- Erfindungsgemäß ist die Kaltseite des Peltierelements in einem vertikal angeordneten Kanal der Vorrichtung zum Fördern der Umgebungsluft angeordnet oder bildet einen Teil einer Wand dieses Kanals. Dieser Kanal weist wenigstens einen aufsteigenden und einen absteigenden Teil auf sowie einen Übergang vom aufsteigenden zum absteigenden Teil, der nach oben hin abgeschlossen ist. An einem Einlass- bzw. Auslassende weist der Kanal besonders bevorzugt ein Gitter und/oder mehrere Rohre, auf. Durch die Luftführung mit einer Zufuhr von unten im aufsteigenden Teil und einer Abfuhr nach unten im absteigenden Teil kann der Wärmeverlust in der Vorrichtung verringert werden. Steht das insbesondere im aufsteigenden Teil des Kanals angeordnete Gebläse still, erwärmt sich die kalte Seite des Peltierelements durch seine Wärmeleitung auf die Temperatur des Fluids im Behälter. Die Luft im Kanal erwärmt sich dadurch und verbleibt auf Grund der geringen Dichte, welche für einen Auftrieb ursächlich ist, im Kanal, d.h. es kommt zu einem Stillstand der Luft. Diese wandelt sich somit von einem Wärmeleiter zu einem Isolator. Dadurch sind Wärmeverluste durch Konvektion verhinderbar. Das Gitter und/oder die Rohre sind vorzugsweise aus einem schlecht wärmeleitenden Material gebildet und verhindern insbesondere durch eine Anordnung in einem Eingangsbereich des Kanals eine Verwirbelung der Luft im Kanal. Dadurch sind Wärmeverluste durch eine äußere Luftbewegung reduzierbar.
- Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung und/oder des Kanals weisen diese an wenigsten einer Wand eine wärmeisolierende Schicht aus einem Kunststoff und/oder aus einem natürlichen Material auf. Dadurch kann der zuvor erwähnte mögliche Wärmeverlust zusätzlich verringert werden. Die wärmeisolierende Schicht kann beispielsweise aus Polyurethanschaum, Polystyrolplatten oder Hanfplatten gebildet sein.
- In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der gesamten Vorrichtung zur Speicherung von temperierbaren Fluiden ist der Behälter in einer räumlich getrennten Position zur wenigstens einen elektrischen Energiequelle anordenbar. Dadurch kann die Vorrichtung auch in räumlich beengten oder schwierigen Verhältnissen zum Einsatz kommen, beispielsweise wenn der Behälter in einer anderen Höhenlage als der Solargenerator platziert werden muss. Im Unterschied zu einem thermischen Solargenerator ist es dabei völlig unkritisch, wenn der Behälter höher als der photovoltaische Solargenerator angeordnet ist, da nur dessen elektrische Energie zum Peltierelement geleitet werden muss und kein warmes Wasser unter Einsatz zusätzlicher elektrische Energie zum Behälter gepumpt werden muss.
- Für eine einfache Bedienung der Vorrichtung ist in einer Weiterbildung der Erfindung das wenigstens eine Anforderungsprofil durch eine Programmierung des Steuergeräts durch einen Benutzer eingebbar. Alternativ ist das wenigstens eine Anforderungsprofil durch Messungen mittels Sensoren erstellbar, die die Entnahmen des Fluids aus dem Behälter nach der Zeit und der Menge aufzeichnen. Vorteilhafterweise ist das Steuergerät über eine Fernsteuerung ansteuerbar und/oder programmierbar. Die Fernsteuerung kann dabei über eine Mobilfunk-App erfolgen.
- Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Gesamtdarstellung einer nicht erfindungsgemäß Vorrichtung zum Speichern von temperierbaren Fluiden,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung der Funktionsweise der Vorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel,
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung der Funktionsweise der Vorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel und
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung der Funktionsweise der Vorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel.
- In einer schematischen Darstellung der Vorrichtung 10 in
Fig. 1 liegt eine Heißseite 301 eines Peltierelements 30 aufgrund ihrer guten thermischen Leitfähigkeit an einer Wand 201 eines Behälters 20 an, welcher mit einem temperierbaren Fluid, beispielsweise Wasser, gefüllt ist. Eine der Heißseite 301 gegenüberliegende Kaltseite 302 des Peltierelements 30 liegt an einem Kühlkörper 92 an. Alternativ zu einem Anliegen der Heißseite 301 an der Wand 201 des Behälters 20 oder einem Anliegen der Kaltseite 302 an einem Kühlkörper 92 können die Heißseite 301 und/oder die Kaltseite 302 auch einstückig mit der Wand 201 bzw. dem Kühlkörper 92 ausgebildet sein. - Das Peltierelement 30 ist an einen photovoltaischen Solargenerator 501 angeschlossen. Der Anschluss erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel über einen DC/DC-Wandler 70. In einer alternativen Ausführungsform kann anstelle des photovoltaischen Solargenerators 501 auch eine andere elektrische Quelle 50 (nicht dargestellt) verwendet werden.
- Der auf der Kaltseite 302 des Peltierelements 30 anliegende bzw. einstückig mit dieser ausgebildete Kühlkörper 92 wird durch die Temperatur der Umgebungsluft erwärmt. Um diese Erwärmung zu unterstützen, ist ein Gebläse 807, welches als Ventilator ausgestaltet sein kann, auf der Kaltseite 302 des Peltierelements 30 angeordnet.
- Zur Erwärmung der Kaltseite 302 des Peltierelements 30 kann ergänzend oder alternativ zur Förderung von Umgebungsluft auch die Zufuhr eines erwärmten Fluids vorgesehen sein. Dieses beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Pumpe zur Kaltseite 302 des Peltierelements 30 geförderte Fluid kann beispielsweise als rückgewonnene Wärme aus einem Abwärme-Wärmetauscher, aus einer geothermischen Anlage oder aus einer thermischen Solaranlage stammen, und somit ebenso wie die Umgebungsluft unter einem erheblich geringeren Einsatz von Energie zur Kaltseite 302 des Peltierelements 30 gefördert werden als dies der in dem Fluid enthaltenen, im System zusätzlich nutzbaren Wärmeenergiemenge entspricht. Der Wirkungsgrad des gesamten Systems aus Behälter 20 und Peltierelement 30 wird durch diese zusätzliche Nutzung kostenfrei zur Verfügung stehender Wärme auf der Kaltseite 302 des Peltierelements 30 wesentlich verbessert.
- Um dem photovoltaischen Solargenerator 501 so viel elektrische Energie wie möglich entnehmen zu können, wird der DC/DC-Wandler 70 über ein Steuergerät 60 geregelt. Damit kann der photovoltaische Solargenerator 501 entweder auf konstanter Solargenerator-Spannung oder im Punkt maximaler Solargenerator-Leistung ("MPP-Tracking") gehalten werden. Das Steuergerät 60 ist durch eine Fernsteuerung 62 ansteuer- und/oder programmierbar.
- Im Falle, dass die erforderliche warme Luft- und/oder Sonneneinstrahlung nicht verfügbar ist, was beispielsweise üblicher Weise zur Nachtzeit der Fall ist, könnte das Fluid im Behälter 20 über die bestehend aus dem Peltierelement 30 und dem Kühlkörper 92 gebildete Wärmebrücke abkühlen. Um dies zu verhindern, kann das Peltierelement 30 über einen Akkumulator 502 auch in diesen Zeiten mit einer geringen elektrischen Leistung betrieben werden. Mit dieser geringen, dem Peltierelement 30 zugeführten elektrischen Leistung von beispielsweise 1 W wird ein wesentlich größerer thermischer Leistungsverlust von beispielsweise 5 bis 6 W verhindert.
- In
Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 mit einer einen Kühlkörper 92 aufweisenden oder bildenden Vorrichtung 40 zum Fördern von Umgebungsluft mit einem Kanal 80 dargestellt, der über einen aufsteigenden Teil 801 und einen absteigenden Teil 802 verfügt. Die beiden Teile 801 und 802 des Kanals 80 sind durch einen Übergang 803 miteinander verbunden, der nach oben hin abgeschlossen ist. Dabei weist das röhrenförmige Gehäuseteil des absteigenden Teils 802 einen geringeren Durchmesser auf, als der aufsteigende Teil 801. In diesem ersten Ausführungsbeispiel ist der absteigende Teil 802 des Kanals 80 seitlich am Behälter 20 angeordnet. - Die Vorrichtung 40 weist eine die Vorrichtung umschließende Seitenwand 42, eine zwischen dem aufsteigenden Teil 801 und dem absteigenden Teil 802 angeordnete Trennwand 46, sowie eine Abdeckung 44 auf, welche den Übergang 803 vom aufsteigenden Teil 801 zum absteigenden Teil 802 nach oben hin begrenzt.
- In einem Bereich unmittelbar anschließend an die Seitenwand 42 ist der Behälter 20 angeordnet. Zwischen der Seitenwand 42 und dem Behälter 20 ist in einem Teilbereich auch das Peltierelement 30 angeordnet. Zudem ist im Behälter 20 nahe der der Vorrichtung 40 zugewandten Seite eine Verbindungsleitung 22 ausgebildet. Die Verbindungsleitung 22 sorgt bei einer Beheizung des Peltierelements 30 durch das in ihr aufsteigende warme Fluid für eine Zirkulation des Fluids im Behälter 20.
- Zur Reduzierung von Wärmeverlusten sind die Vorrichtung 40 und der Behälter 20 mit einer wärmeisolierenden Schicht 806 versehen. Diese kann aus einem Kunststoff oder auch aus natürlichen Materialien, wie beispielsweise Polyurethanschaum, Polystyrolplatten oder auch Hanfplatten bestehen.
- Eine nächtliche Abkühlung des Fluids im Behälter 20 kann auch verhindert oder verringert werden, indem um den Kühlkörper 92 auf der Kaltseite 302 des Peltierelements 30 ein nicht dargestellter Reflektor angebracht wird, der die Wärmestrahlung reflektiert.
- Die Verlustwärme kann zusätzlich dadurch verringert werden, dass zur Luftführung eine Umgebungsluft L40 in den aufsteigenden Teil 801 eingeführt und als eine Luft L durch den absteigenden Teil 802 wieder herausgeführt wird. In einer Auslassöffnung A und/oder in einer Einlassöffnung E des Kanals 80 sind ein Gitter 804 und/oder Rohre 805 vorgesehen. An das Gitter 804 und/oder die Rohre 805 im aufsteigenden Teil 801 des Kanals 80 schließt sich als Bestandteil der Vorrichtung 40 zum Fördern von Umgebungsluft ein Gebläse 807 an.
- In diesem ersten Ausführungsbeispiel sind die Vorrichtung 40 zum Fördern von Umgebungsluft und der Behälter 20 aus zwei separaten und miteinander verbindbaren Bauteilen gebildet. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise mittels einer kraftschlüssigen Verbindung wie beispielsweise verschrauben oder mittels einer stoffschlüssigen Verbindung wie beispielsweise verschweißen oder verkleben.
- Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 3 ist der aufsteigende Teil 801 des Kanals 40 am Behälter 20 angeordnet. Gitter 804 und/oder Rohre 805 sowie das Gebläse 807 sind analogFig. 2 angeordnet. Gleiches gilt für die Seitenwände 42, die Trennwand 46 und die Abdeckung 44. Die Umgebungsluft L40 wird durch die Einlassöffnung E in den aufsteigenden Teil 801 eingeführt und verlässt als Luft L die Auslassöffnung A des absteigenden Teils 802. - Das Peltierelement 30 ist zwischen der zum Behälter 20 hin zeigenden, die Kaltseite 302 des Peltierelements 30 bildenden Seitenwand 42 der Vorrichtung 40 und einem die Heißseite 301 des Peltierelements 30 bildenden, im Behälter 20 angeordneten Wärmetauscher 94 angeordnet. Im Wärmetauscher 94 erfährt das temperierbare Fluid einen zirkulierenden Umwälzungsprozess, in dem kälteres Fluid F1 an dessen Unterseite aus dem Behälter 20 angesaugt und erwärmtes Fluid F2 an dessen Oberseite wieder an den Behälter 20 abgegeben wird.
- Die
Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10, in der der Behälter 20 oberhalb der Vorrichtung 40 angeordnet ist. Die Zufuhr der Umgebungsluft L40 erfolgt ebenfalls über die Einlassöffnung E des aufsteigenden Teils 801 des Kanals 80, die mit einem Gitter 804 und/oder Rohren 805, welche als Luftkanäle ausgebildet sind, versehen ist, an die ein Gebläse 807 anschließt. Die Luft L wird durch einen vorzugsweise im rechten Winkel zu den Seitenwänden 42, der Trennwand 46 angeordneten Kühlkörper 92 geführt, welcher als durchströmte Röhre ausgebildet ist. Das Peltierelement 30 ist zwischen dem die Kaltseite 302 bildenden Kühlkörper 92 in der Vorrichtung 40 und dem die Heißseite 301 bildenden Wärmetauscher 94 im Behälter 20 angeordnet. Der Kühlkörper 92 und/oder der Wärmetauscher 94 können gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auch als sogenanntes Wärmerohr ("Heatpipe") ausgebildet sein. - Der Behälter 20 und die Vorrichtung 40 sind in diesem Ausführungsbeispiel als einstückiges Bauteil, beispielsweise als gegossener oder mittels eines Auftragverfahrens erzeugter Block ausgebildet.
- In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Behälter 20 auf der der Heißseite 301 des Peltierelements 30 zugewandten Seite ein Rohr angeordnet, welches in definierten Abständen Öffnungen aufweist. Durch den im Behälter 20 herrschenden Dichteunterschied des Fluids aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen im Behälter 20, findet eine Umwälzung des Fluids statt, die auf dem Dichteunterschied von Wasser mit verschiedener Temperatur beruht. Zusätzlich wird dann das erwärmte Wasser in einer entsprechenden Temperaturzone des Behälters 20 eingeladen (Behälter 20 mit "Schichtladung").
- Der photovoltaische Solargenerator 501 lädt den in
Figur 1 gezeigten Akkumulator 502 mit überschüssiger elektrischer Energie auf, die zum Betrieb des Peltierelements 30 und des Gebläses 807 bei intensiver Sonneneinstrahlung zeitweise nicht benötigt wird (Betriebsart: "Ladebetrieb des Akkumulators 502"). Der Akkumulator 502 speist dann das Peltierelement 30 in den Zeiten mit Energie, in denen Wärmeverluste im Behälter 20 verhindert werden müssen (typischerweise nachts) oder in denen der photovoltaische Solargenerator 501 allein noch nicht genügend Energie zur Erzeugung der benötigten Menge erwärmten Fluids erzeugen kann (beispielsweise bei oder vor Sonnenaufgang; Betriebsart: "Zuheizung durch Akkumulator") . - Mittels der Erfindung lässt sich ein COP ("Coefficient of performance") von durchschnittlich 2,2 erreichen, wobei bei kaltem Fluid im Behälter 20 und einer geringen elektrischen Leistung sogar Spitzenwerte eines COP von 5 bis 6 erreicht werden und dieser selbst unter ungünstigsten Bedingungen nicht unter 1,5 fällt. Die Erfindung ermöglicht somit eine sehr effiziente Umsetzung einer zugeführten elektrischen Leistung in ein Vielfaches an Wärmeenergie des zu erwärmenden Fluids.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Uhr in einem Mikrocontroller im Steuergerät 60 durch eine Messung der vom Solargenerator 501 erzeugten Energie wenigstens einen Bezugspunkt erhält. Dieser Bezugspunkt entsteht durch den Sonnenaufgang und den Sonnenuntergang, die beide zu einem signifikanten Wechsel der erzeugten elektrischen Energie am Solargenerator führen. Dabei kann der Mikrocontroller zusätzlich mit einem GPS-Empfänger und einem Speicher mit einer Datenbank über die ortsüblichen jahreszeitlichen Sonnen auf Gänge und Sonnenuntergänge verbunden sein. Durch diese Bezugspunkte wird sichergestellt, dass Abweichungen der Uhr, wie sie über einen längeren Zeitraum nahezu unvermeidbar auftreten, durch das Steuergerät 60 korrigiert werden können. Der Benutzer kann dadurch immer zu dem von ihm gewünschten Zeitpunkt die von ihm gewünschte Menge temperierten Fluids aus dem Behälter 20 entnehmen.
- Der Akkumulator 502 wird bevorzugt auch für eine Glättungsfunktion verwendet, indem er Spitzenleistungen des Solargenerators 501, wie sie beispielsweise bei Wolkenlücken auftreten können, abfängt und speichert, so dass die dem Peltierelement 30 zugeführte elektrische Energie immer möglichst gleichmäßig auf einem eher niedrigen Niveau gehalten wird, bei dem der Wirkungsgrad des Gesamtsystems am höchsten ist.
- Der Akkumulator 502 ist besonders bevorzugt als Hybridspeicher ausgebildet, mit einer Bleibatterie, die bevorzugt immer zunächst möglichst voll geladen wird und mit einem Lithium-Ionen-Akku, der die verbleibende, vom Solargenerator 501 erzeugte und vom Peltierelement 30 aktuell nicht benötigte Energie speichert. Der Akkumulator 502 kann jedoch auch nur von einem Lithium-Ionen-Akku gebildet sein. Durch die vorteilhafte Steuerung mittels des Steuergeräts 60 wird das Peltierelement 30 immer mit einer möglichst niedrigen Leistung beschickt, die einen hohen COP von 4 bis 5 ermöglicht, und die überschüssige elektrische Energie im Akkumulator 502 gespeichert.
- Um das System unempfindlicher gegen Teilabschattung zu machen, werden im Solargenerator 501 zusätzliche Bypassdioden eingebaut. Es wird bevorzugt parallel zu jeweils zwölf Solarzellen oder einer noch geringeren Zahl von Solarzellen jeweils eine Bypassdiode eingebaut.
- Ein Zusatznutzen der Erfindung besteht darin, die Wärmesenke, die an der Kaltseite 302 des Peltierelements 30 entsteht, zu nutzen, um einen Raum zu kühlen. Der Raumluft kann durch einen geeigneten Luftstrom oder über einen geeigneten Flüssigkeitskreislauf die Wärme entzogen werden.
- Es wäre auch möglich die Solarzellen des Solargenerators 501 selbst zu kühlen und dadurch eine höhere Stromproduktion zu ermöglichen.
- Aus Gründen der Effizienz wurden bislang Solarzellen nur sehr selten zur Warmwassererzeugung verwendet. Durch die beschriebene Vorrichtung kann die Wärmeleistung gegenüber der reinen elektrischen Solarzellenleistung erheblich gesteigert werden. Durch das Peltierelement 30 und den Kühlkörper 92 wird der Umgebung Wärme entzogen, die dem Behälter 20 zusammen mit der elektrischen Versorgungsenergie für das Peltierelement 30 zugeführt wird. Dadurch wird dem Behälter 20 insgesamt eine Energiemenge zugeführt, die deutlich über der Energiemenge liegt, die nur durch die elektrische Energie zugeführt würde.
- Gegenüber solarthermischen Wasserheizern besteht der Vorteil, dass die Energie, die zum als Warmwassertank fungierenden Behälter 20 geleitet wird, in einfach zu verlegenden Kabeln in Form von elektrischer Energie und nicht mit Hilfe von Rohren in Form von warmem Wasser transportiert wird. Durch den Energietransport über elektrische Energie kann der Behälter 20 auch relativ weit entfernt und unabhängig von der Höhenlage des Solargenerators 501 aufgestellt werden. Wird der Behälter 20 tiefer als der Solargenerator 501 angeordnet, benötigt man nicht - wie bei solarthermischen Wasserheizern üblich - eine Pumpe für den Energietransport.
- Wird das Wasser außerhalb des Behälters 20 zusätzlich durch eine Wärmequelle erwärmt und über Rohrleitungen oder Schläuche dem Behälter 20 zugeführt, kann dieser Kreislauf während der Nachtzeit durch eine beispielsweise als Abwehrventil ausgebildete Einrichtung unterbrochen werden und somit die Wärmeverluste im Behälter 20 verringert werden.
- Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein photovoltaischer Wasserheizer auch bei geringen Umgebungstemperaturen und geringer Einstrahlungsleistung warmes Wasser erzeugt.
-
- 10
- Vorrichtung
- 20
- Behälter
- 201
- Wand
- 202
- Verbindungsleitung
- 30
- Peltierelement
- 301
- Heißseite
- 302
- Kaltseite
- 40
- Vorrichtung (zum Fördern von Umgebungsluft)
- 42
- Seitenwand (von (40)
- 44
- Abdeckung (von 40)
- 46
- Trennwand (von 40)
- 50
- Energiequelle
- 501
- Solargenerator
- 502
- Akkumulator
- 60
- Steuergerät
- 62
- Fernsteuerung
- 70
- DC/DC-Wandler
- 80
- Kanal (von 40)
- 801
- aufsteigender Teil (von 80)
- 802
- absteigender Teil (von 80)
- 803
- Übergang (zwischen 801 und 802)
- 804
- Gitter
- 805
- Rohr
- 806
- Schicht (an 20 und 80)
- 807
- Gebläse
- 92
- Kühlkörper
- 94
- Wärmetauscher
- A
- Auslassöffnung
- E
- Einlassöffnung
- F1
- Fluid
- F2
- Fluid
- L
- Luft
- L40
- Umgebungsluft
Claims (14)
- Vorrichtung (10) zur Speicherung von temperierbaren Fluiden mit wenigstens einem Behälter (20), mit einem Peltierelement (30), dessen Heißseite (301) in Kontakt mit wenigstens einer Wand (201) des Behälters (20) steht, mit wenigstens einer Vorrichtung (40) zum Fördern von Umgebungsluft (L40) zur Kaltseite (302) des Peltierelements (30) und mit wenigstens einer elektrischen Energiequelle (50) zur Versorgung des Peltierelements (30) und der Vorrichtung (40) zum Fördern von Umgebungsluft wobei zur verlustarmen Speicherung des Fluids im Behälter (20) die Vorrichtung (40) zum Fördern von Umgebungsluft (L40) in Abhängigkeit von der Temperatur der Umgebungsluft (L40) betreibbar ist, wobei die Kaltseite (302) des Peltierelements (30) in einem vertikal angeordneten Kanal (80) der Vorrichtung (40) zum Fördern der Umgebungsluft (L40) angeordnet oder einen Teil einer Wand dieses Kanals (80) bildet, dadurch gekennzeichnet dass dieser Kanal (80) wenigstens einen aufsteigenden Teil (801) und einen absteigenden Teil (802) aufweist sowie einen Übergang (803) vom aufsteigenden Teil (801) zum absteigenden Teil (802), der nach oben hin abgeschlossen ist und die Heizleistung des Peltierelements (30) in Abhängigkeit von der aktuell erzeugten elektrischen Energie eines die elektrische Energiequelle (50) bildenden photovoltaischen Solargenerators (501) steuerbar ist.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere elektrische Energiequelle (50) von einem Akkumulator (502) gebildet ist.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Ackumulator (502) von dem photovoltaischen Solargenerator (501) aufladbar ist.
- Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der photovoltaische Solargenerator (501) mit einem die Solargenerator-Spannung regelnden DC/DC-Wandler (70) verbunden ist.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Solargenerator (501) mit einem auf konstante Solargenerator-Spannung oder auf maximale Solargenerator-Leistung geregelten DC/DC-Wandler (70) auf das Peltierelement (30) angepasst ist.
- Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeverlust des Fluids im Behälter (20) durch Versorgen mit einer geringen elektrischen Energiemenge oder durch Beschickung des Peltierelements (30) mit einer geringen elektrischen Leistung kompensierbar ist.
- Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (80) zumindest abschnittsweise wenigstens ein Gitter (804) und/oder mehrere Rohre (805) aufweist.
- Vorrichtung (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wand des Behälters (20) und/oder der Kanal (80) mit einer wärmeisolierenden Schicht (806) versehen ist.
- Vorrichtung (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (20) in räumlich getrennter Position zur wenigstens einen elektrischen Energiequelle (50; 501, 502) anordenbar ist.
- Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltseite des Peltierelements (30) alternativ oder zusätzlich zur Umgebungsluft (L40) mittels eines weiteren Fluids erwärmbar ist.
- Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt und/oder die Zeitdauer und/oder die vom Peltierelement (30) an das Fluid abgegebene Wärmeenergie von einem Steuergerät (60) anhand eines im Steuergeräts (60) gespeicherten wenigstens einen Anforderungsprofils zur Bereitstellung des temperierbaren Fluids steuerbar ist, wobei das wenigstens eine Anforderungsprofil durch eine Programmierung einer Benutzers in das Steuergerät (60) eingebbar ist oder durch von Sensoren ermittelte Werte, die die Entnahmen aus dem Behälter (20) nach Zeit und/oder Menge und/oder Temperatur messen, mittels eines im Steuergerät gespeicherten Algorithmus berechenbar ist.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (60) über eine Fernsteuerung (62) ansteuerbar und/oder programmierbar ist.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Fernsteuerung (62) über eine Mobilfunk-Applikation erfolgen kann.
- Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13 und nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuergeräts (60) das Peltierelement (30) immer mit einer möglichst niedrigen Leistung beschickt wird, die einen hohen COP ("Coefficient of performance") von 4 bis 5 ermöglicht, und die überschüssige elektrische Energie im Akkumulator (502) gespeichert wird.
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